Nội dung bài viết
Trong tủ điều khiển, rất nhiều việc cần "chờ một lúc rồi mới làm": chờ động cơ tăng tốc rồi mới chuyển từ sao sang tam giác, chờ vài giây rồi mới khởi động bơm thứ hai, bật quạt hút rồi mới mở van. Thiết bị làm việc đó là timer, tên đầy đủ là rơ le thời gian. Bài viết giải thích các chế độ trễ đóng, trễ ngắt, chu kỳ, cách đọc thông số và cách dùng timer trong mạch khởi động sao – tam giác, kèm số liệu từ catalogue Tengen JS14-A, JS14-S và TGJS1.
Timer (rơ le thời gian) là gì?
Rơ le thời gian là rơ le có tiếp điểm chuyển trạng thái sau một khoảng thời gian đặt trước, tính từ lúc cấp điện (hoặc từ một tín hiệu điều khiển). Tiếp điểm của timer đưa tín hiệu vào cuộn hút contactor, đèn, còi hoặc ngõ vào PLC, nhờ đó mạch điều khiển làm được các bước tuần tự theo thời gian mà không cần PLC.
Cần phân biệt với timer hẹn giờ thời gian thực (công tắc hẹn giờ 24 giờ, hẹn giờ theo tuần), ví dụ Chint KG316T: loại này bật/tắt theo giờ đồng hồ (6 giờ sáng bật đèn, 22 giờ tắt), dùng cho chiếu sáng, bơm tưới, biển quảng cáo. Rơ le thời gian thì đếm khoảng thời gian kể từ một sự kiện, dùng trong mạch điều khiển máy và động cơ.
Các chế độ làm việc thường gặp
1. Trễ đóng (on-delay, power-on delay). Đây là chế độ phổ biến nhất. Khi cấp điện cho timer, thời gian bắt đầu đếm; hết thời gian đặt, tiếp điểm thường mở (NO) đóng lại và tiếp điểm thường đóng (NC) mở ra. Khi cắt điện, tiếp điểm trở về ngay và timer đếm lại từ đầu ở lần cấp điện sau.
Ví dụ: bấm nút chạy, bơm 1 chạy ngay, timer đặt 10 s rồi mới cho bơm 2 chạy, tránh hai động cơ khởi động cùng lúc làm sụt áp.
2. Trễ ngắt (off-delay). Tiếp điểm chuyển trạng thái ngay khi có tín hiệu, và chỉ trở về sau một khoảng thời gian kể từ lúc mất tín hiệu. Ứng dụng điển hình là quạt làm mát tiếp tục chạy thêm vài phút sau khi máy dừng. Các dòng Tengen trong bài này đều là loại trễ đóng; khi cần trễ ngắt, anh/chị ghi rõ yêu cầu để VITCO chọn đúng loại.
3. Chu kỳ (cyclic, lặp). Tiếp điểm đóng – ngắt lặp đi lặp lại theo chu kỳ, ví dụ bơm chạy 15 phút, nghỉ 45 phút; đèn nhấp nháy báo động. Tengen TGJS1-SR là loại trễ chu kỳ; twin timer (timer đôi) như Hanyoung TF62N cho phép đặt riêng thời gian đóng và thời gian ngắt của chu kỳ.
4. Có tiếp điểm tức thời. Một số timer có thêm tiếp điểm chuyển ngay khi cấp điện, bên cạnh tiếp điểm trễ. Ví dụ Tengen JS14-AC có 1 tiếp điểm tức thời và 1 tiếp điểm trễ, tiện cho mạch vừa cần tự giữ vừa cần chuyển trễ.
Đọc thông số timer: những điểm cần xem
- Điện áp nguồn (điện áp cuộn): phải đúng điện áp mạch điều khiển. Tengen JS14-A, JS14-S, TGJS1 có các loại AC 50 Hz 36 V, 110 V, 127 V, 220 V, 380 V và DC 24 V. Tủ dùng điều khiển 220 VAC thì chọn loại 220 V; tủ lấy điều khiển pha – pha 380 V thì chọn loại 380 V.
- Dải thời gian: chọn dải sao cho thời gian cần đặt nằm khoảng giữa dải để dễ chỉnh. Cần 8 s thì dải 1–10 s hợp lý hơn dải 60–600 s.
- Độ chính xác: loại núm vặn (analog) sai số lớn hơn loại số. Theo catalogue, JS14-A có độ chính xác ≤ 10 %, còn JS14-S và TGJS1 (hiển thị số) ≤ 1 %.
- Số và loại tiếp điểm: "1 conversion" hay "1C" là 1 tiếp điểm đảo (gồm chung – thường mở – thường đóng). Loại 2 tiếp điểm đảo cho phép vừa điều khiển contactor vừa báo tín hiệu.
- Khả năng tiếp điểm: cả ba dòng Tengen là 5 A 220 VAC tải trở; AC-15 (cuộn hút contactor) 0,5 A ở 220 V; DC-13 0,5 A ở 24 V. Tiếp điểm timer đủ để đóng cuộn hút contactor, không dùng để đóng trực tiếp động cơ.
- Kiểu lắp: loại lắp mặt tủ (khoét lỗ, hiển thị ra ngoài cửa tủ) hay loại cắm đế trên thanh ray.
So sánh Tengen JS14-A, JS14-S và TGJS1
| JS14-A | JS14-S | TGJS1 | |
|---|---|---|---|
| Kiểu chỉnh | Núm vặn (analog) | Hiển thị số, phím chỉnh | Hiển thị số, phím chỉnh |
| Chế độ | Trễ đóng (JS14-AC: thêm 1 tiếp điểm tức thời) | Trễ đóng | Trễ đóng (S) hoặc chu kỳ (SR) |
| Tiếp điểm | 2 tiếp điểm đảo trễ (AC: 1 tức thời + 1 trễ) | 2 tiếp điểm đảo trễ | 1 tiếp điểm đảo (2Z: 2 tiếp điểm đảo) |
| Dải thời gian | Từ 0,1–1 s đến 360–3600 s (13 dải) | Từ 0,01–9,99 s đến 1–9999 h | Từ 0,01–99,99 s đến 1–9999 h |
| Độ chính xác | ≤ 10 % (sai số lặp ≤ 2,5 %) | ≤ 1 % | ≤ 1 % |
| Reset, tạm dừng | – | Có (JS14-S1: không) | Có |
| Lắp đặt | Cắm đế, thanh ray | Mặt tủ | Mặt tủ 48 × 48 mm (lỗ khoét 45,5 mm); cắm đế P2CF-08 để lắp thanh ray |
Tuổi thọ điện của cả ba dòng là 1 × 10⁵ lần, tuổi thọ cơ 1 × 10⁶ lần; nhiệt độ môi trường -5 … +40 °C.
Gợi ý chọn nhanh:
- Mạch sao – tam giác, trễ khởi động bơm/quạt, không cần chính xác cao: JS14-A là đủ, chỉnh bằng núm nhanh.
- Cần đặt chính xác, thời gian dài (hàng giờ), người vận hành xem được trên cửa tủ: JS14-S hoặc TGJS1.
- Cần chạy – nghỉ lặp lại: TGJS1-SR (trễ chu kỳ) hoặc twin timer.
Ứng dụng: timer trong mạch khởi động sao – tam giác
Khởi động sao – tam giác dùng ba contactor: KM (contactor chính), KY (đấu sao) và KΔ (đấu tam giác). Động cơ khởi động ở đấu sao để giảm dòng khởi động, sau vài giây chuyển sang tam giác để chạy đủ công suất. Timer quyết định thời điểm chuyển.
Trình tự hoạt động:
- Bấm Chạy: KM hút và tự giữ qua tiếp điểm phụ của nó. Cùng lúc cuộn timer T có điện và bắt đầu đếm; KY hút qua tiếp điểm thường đóng của T, động cơ chạy ở đấu sao.
- Hết thời gian đặt: tiếp điểm NC trễ mở của T mở ra, KY nhả; tiếp điểm NO trễ đóng của T đóng lại, KΔ hút, động cơ chuyển sang tam giác.
- Tiếp điểm thường đóng của KY nối tiếp cuộn KΔ và ngược lại (khóa chéo), để hai contactor không bao giờ hút cùng lúc, tránh ngắn mạch.
- Bấm Dừng hoặc rơ le nhiệt tác động: KM nhả, T mất điện và trở về, sẵn sàng cho lần khởi động sau.
Thời gian đặt thường vài giây đến khoảng 10–15 s, tùy quán tính tải: quạt lớn, máy nghiền cần lâu hơn bơm nhỏ. Cách chỉnh thực tế là đặt thời gian để việc chuyển sang tam giác xảy ra khi động cơ đã gần đạt tốc độ định mức (dòng khởi động đã giảm, nghe tiếng động cơ ổn định). Chuyển quá sớm, dòng tăng vọt lần thứ hai gần bằng khởi động trực tiếp; chuyển quá muộn, động cơ chạy lâu ở đấu sao với mô-men thấp, dễ nóng khi mang tải.
Với JS14-A 2 tiếp điểm đảo trễ, một tiếp điểm dùng cho nhánh KY (chân NC) và nhánh KΔ (chân NO), tiếp điểm còn lại có thể dùng báo tín hiệu "đã chuyển tam giác". Contactor và rơ le nhiệt chọn theo dòng động cơ, xem khởi động từ và rơ le nhiệt.
Lưu ý khi lắp đặt và sử dụng
- Kiểm tra điện áp cuộn trên nhãn timer trước khi cấp điện: cấp 380 V cho timer 220 V sẽ làm hỏng timer ngay.
- Đấu theo sơ đồ chân in trên thân hoặc trong catalogue. Với TGJS1 và JS14-S có chức năng Reset và Pause, nút nhấn Reset/Pause nối vào đúng các chân theo sơ đồ đấu dây trong catalogue.
- Chỉnh thời gian khi timer chưa đếm (hoặc đã reset); với loại núm vặn nên đặt dư một chút rồi thử thực tế, sai số theo catalogue tới 10 %.
- Không dùng tiếp điểm timer đóng tải lớn: qua cuộn hút contactor hoặc rơ le trung gian.
- Môi trường: catalogue ghi nhiệt độ làm việc -5 … +40 °C; tủ đặt ngoài trời nắng nóng cần thông gió.
Xem các timer, rơ le thời gian đang có tại VITCO.
Bài viết mang tính hướng dẫn chung. Sơ đồ khởi động sao – tam giác là sơ đồ nguyên lý rút gọn; thiết kế tủ thực tế cần theo thông số động cơ và tiêu chuẩn an toàn. Kỹ sư VITCO có thể hỗ trợ chọn trọn bộ timer, contactor, rơ le nhiệt qua trang yêu cầu báo giá.
Nguồn tham khảo
- Tengen, catalogue JS14-A Series Time Relay: chế độ làm việc, điện áp nguồn, tiếp điểm, dải thời gian, độ chính xác.
- Tengen, catalogue JS14-S Series Time Relay: thông số, dải thời gian JS14-S/JS14-S1.
- Tengen, catalogue TGJS1 Series Time Relay: kiểu S/SR, 1 hoặc 2 tiếp điểm, dải thời gian, sơ đồ đấu dây, kích thước lắp đặt.
- IEC 60947-5-1: Thiết bị điều khiển và phần tử đóng cắt mạch điều khiển (loại sử dụng AC-15, DC-13).
